温度・圧力計測とLCD表示

夏休みだ～！！
製作物のレベルは置いておいて、とにかくグイグイ製作していきたいと思います。
最初は温度計＆圧力計を作ります。
ロケットの実験の計測装置として使いたい。

1 部品構成
2 BMP085を使ってみる
3 LCDの接続テスト
4 圧力・温度計化
- 4.1 複数デバイスつないで動かしたらそのまま動いてしまった
- 4.2 実装

部品構成

マイコン：Arduino Uno (たぶん第2世代)
温度・圧力計：BMP085
表示：I2C接続小型LCD

BMP085を使ってみる

さっそく使ってみます。Arduino使うの久しぶりなので練習もかねて。
BMP085は温度も測れる圧力計です。使ってる基板は生産終了してるけど同様のチップかBMP180を使った基板なら同じように使える。

BMP085ライブラリ

以下のライブラリを使います。

Adafruit-BMP085-Library

ダウンロードしたら自分のスケッチフォルダ以下にあるlibrariesフォルダにぶち込んでIDEを再起動。

BMP085とArduinoの接続

以下のように接続します。

BMP085 ⇔ Arduino
VCC ⇔ 3.3V
GND ⇔ GND
SCL ⇔ A5
SDA ⇔ A4

サンプルスケッチの書き込みと実行

ファイルメニュー→スケッチ例→Adafruit BMP085 Library→BMP085test

上記でサンプルスケッチが開いたらコンパイルして書き込み。

コンソールで接続して情報を表示したところ。(接続ボーレートは9600)

0.5秒ごとに温度・気圧・高度など表示される。表示は後でいじるにして、テスト完了。

LCDの接続テスト

こっちは完全に初めて。部品はこいつ。
部品のページから飛べるブログに載っているコードで難なく動いた。

LCDとArduinoの接続

LCD ⇔ Arduino
VDD ⇔ 3.3V
GND ⇔ GND
SDA ⇔ A4
SCL ⇔ A5

表示限界(8文字)を超える文字列はどうなる？

LCDの表示は8文字2段。これを超えて表示しようとするとどうなるのか気になったので、文字をちょっと変えて表示させてみる。

ちょうど下段のSCIENCEが2文字目から7文字表示しているので、これに9文字をぶっこんだらどうなるか確認。

ソースの35行目がSCIENCEを表示しているところなので、これを「1SCIENCE2」に書き換え。

表示は「 1SCIENC 」になりました。後ろが切れる。ふつー。
自分で使う分には十分。

intとfloatをLCDで表示できるようにする？

LCDで表示できるのは文字列のみ。
圧力計の温度はfloat型、圧力はint32_t型なので、これらを表示できるようにする関数を追加。
参考にするのはブログの2つ目の記事。

int型は上記記事そのまま。floatも追加。floatはsprintfが使えなかったのでdtostrf関数を使用。(参考:逆引きArduino)

void lcd_printInt(int num)
 {
   char str[10]; 
   sprintf(str,"%d",num);
   lcd_printStr(str);    
 }

void lcd_printFloat(float num)
 {
   char str[10];
   dtostrf(num, 5, 1, str);
   lcd_printStr(str);
 }

テストコードはこんな感じ(適当)

void loop() {
  lcd_setCursor(0, 0);
  int num1 = 1000723;
  lcd_printInt(num1);
  lcd_setCursor(1, 1);
  float num2 = 10.25;
  lcd_printFloat(num2);
  delay(100);
}

ライブラリ化

LCDのスケッチをライブラリ化しておこう。作ったライブラリはGithubに置いておく。現時点ではエラー処理とかしてない。

I2C-LCD-Library

ライブラリ作ってて思ったこと

intをstrに変換する際の表示がおかしい。桁数を増やすとマイナスになったりする。sprintfであふれてるっぽい動き。
→調べたら。AVRのintは16bitなので、数値が大きくなると表示がバグるっぽい。
BMP085の温度変数はint32_t(32bit)を使ってるので、対策が必要。
32bit用の表示関数作ろう？いや、桁数が多すぎて見にくいしMPa表示にしてしまおう。

Arduinoのi2cってWireライブラリを使ってるんだが、複数のデバイス繋ぐときにデバイスのライブラリ毎にWire.begin()するのが作法なのかな？
一回初期化したらあとはアドレスで制御なんじゃなかろうか。I2CのインスタンスがWire固定なのがいまいちな仕様になる原因か？

まあいいや、とりあえず動かして考えよう。

圧力・温度計化

複数デバイスつないで動かしたらそのまま動いてしまった

そのまま動いたわ。以下スケッチ。
温度は絶対温度化、圧力は単位をMPaにして小数点第2位まで表示にした。単位表示が切れてMPになってるのは気にしない。

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BMP085.h>
#include <I2C_LCD.h>

Adafruit_BMP085 bmp;
I2C_LCD lcd;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin();
  if( !bmp.begin()){
    Serial.println("Could not find a valid BMP085 sensor, check wiring!");
    while(1){}
  }
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  float temp = bmp.readTemperature()+273.15;
  Serial.print(temp);
  Serial.print(" K, ");
  float pressure = bmp.readPressure()/1000000.0;
  Serial.print(pressure);
  Serial.println(" MPa");

  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.printFloat(pressure, 5, 2);
  lcd.setCursor(6,0);
  lcd.printStr("MPa");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.printFloat(temp, 5, 1);
  lcd.setCursor(6,1);
  lcd.printStr("K");

  delay(500);
  
}

実際の動作